Cosuri de fum din beton

7/25/2019 Cosuri de fum din beton

1/57

Cosuri de fum


2/57

Generalitati

Cosurile de fum sunt constructii speciale, realizate din zidarie de caramida,beton armat sau metal care au rolul de a evacua in atmosfera la mare inaltimegazele si fumul ce rezulta din ardere, asigurand totodata tirajul necesar arderii.Primele cosuri din beton armat au fost realizate la inceputul secolului trecut.

Aparitia lor a fost precedata de aceea a cosurilor de beton simplu, carora le-auluat locul datorita avantajelor pe care le prezentau fata de acestea.Dezvoltarea lor nu a fost prea rapida, din lipsa unui sistem unitar de calcul, almodului nesigur de comportare la temperaturi ridicate si mai ales datorita

dificultatilor de executie.Odata cu aparitia cofrajelor glisante s-a deschis un orizont mai larg pentrucosurile de fum din beton armat, totusi forma lor in general tronconica acontinuat sa constituie o piedica pentru dezvoltare pe cale larga a executariicosurilor de fum in acest sistem.

Paralel cu cosurile monolite s-au dezvoltat si cosurile prefabricate din betonarmat. Acestea sunt rigidizate prin portiuni de beton armat turnat la fata locului,care completeaza scheletul de rezistenta.Aceste cosuri prezinta avantajul unei executii facile, care duce la o scadere acostului manoperei si o sporire a vitezei de lucru, fara a fi necesar un utilaj

costisitor.


3/57

n general, cosurile de beton armat sunt mai economice decat cele de zidariede la inaltimi de !" # $" m in sus, inaltimi de la care cosurile de zidarie cergrosimi mari de pereti, devin prea grele si necesita fundatii costisitoare, careincarca foarte puternic terenul de fundatie. %n dezavantaj suplimentar alcosurilor de caramida este ca dau fisuri si din aceasta cauza trebuie prevazutelegaturi suplimentare metalice orizontale si uneori verticale.Cosurile de beton armat, dimpotriva, au avantajul unei bune rezistente la toatesolicitarile care au loc. &le au dimensiuni mai reduse' in consecinta au greutatitotale mai mici decat cosurile de caramida, si cer fundatii mai usoare. n schimb

ele sunt constructii delicate, care cer o atentie sporita, atat in proiectare cat siin executie.Cosurile din beton armat se racesc mai repede decat cele din caramida saubeton nearmat, care au grosimi mult mai mari.(ata de zidaria de caramida, betonul are un coeficient de dilatatie mai mare,

ceea ce impune la executie anumite precautii suplimentare.Pe plan national si international, cosurile industriale au fost proiectate siconstruite pentru a avea durata de viata egala cu cea a platformei industrialepe care sunt amplasate , respectiv de )!-!" de ani .De aceea , se considera ca in conditiile in care este asigurata o mentantanta

corespunzatoare, cea mai mare parte a acestor cosuri poate fi exploatatacorespunzator chiar pe o perioada mai mare decat durata de viata scontata .


4/57

Clasifcarea* Dupa diametrul exterior si inaltime, respectiv dupa categoria de instalatie de

glisare necesara executiei, conform +A+ !/01".Categoria de

diametre

Inaltimea H

[m]

Instalatii de

glisare pentrudiametrele [m]

Mici 40-70 2,30-5,50

Medii 60-120 4,20-9,50

Mari 100-200 7-14

Foarte mari 150-300 9-18

250-350 9,40-20b* Dupa rolul pe care il au in procesul tehnologic, cosurile industriale pot fi2 cosuri de fum # cu rol de evacuare in atmosfera a gazelor arse'

cosuri de dispersie a gazelor sau particulelor toxice.

c* Dupa temperatura de acces a gazelor evacuate, cosurile se pot clasifica in2 cosuri reci2 t 3 "4C' cosuri calde2 "4C 5 t 3 )""4C' cosuri fierbinti2 t 6 )"" 4C .


5/57

d* Din punct de vedere al executiei, cosurile de fum se clasifica astfel2 cosuri de fum realizate din beton armat monolit' cosuri de fum realizate din beton prefabricat' cosuri de fum realizate din metal.

e* Din punct de vedere al formei, se disting2 cosuri de fum tronconice' cosuri de fum cilindrice. De asemenea , cosurile de fum au o serie de accesorii precum2 centuri desiguranta, balcoane de vizitare, paratrasnet, semnalizare, aparate de masura.


6/57

Alcatuirea Cosurilor de FumCosurile de fum au urmatoarele parti componente2cosul propriu-zis sau coloana,fundatia,

captuseala,termoizolatia,cenusarul,planseul peste cenusacanalul de fum.

Cosul propriu-zis sau coloana se realizeaza din zidarie, beton armat sau metal,in functie de inaltime, temperatura gazelor la intrare si de agresivitatea lor.Cosurile din zidarie s-au realizat cu inaltime de pana la /7! m, dar de obiceiinaltimea lor coboara pana la !" # $" m.Pentru inaltimi mai mari se utilizeaza betonul armat.8aportul dintre inaltimea cosului si diametrul exterior trebuie sa fie mai micdecat )".Cosul se armeaza cu bare verticale si inelare. Armaturile inelare se dispun spreinteriorul armaturilor longitudinale. Acestea sunt dimensionate pentru preluareaeforturilor de intindere produse in special de variatia de temperatura, iararmatura longitudinala preia eforturi din actiunea vantului, a greutatii proprii, a

termoizolatiei.


7/57

Cosurile de fum se pot realiza din elemente prefabricate asamblate cu stalpisau samburi din beton armat sau pot fi realizate din clavouri.Canalul de fum al unui cos de fum se amplaseaza sub cota terenului. 9acosurile foarte inalte, canalul de fum se amplaseaza la inaltime, pe o structuradin beton armat asemanatoare unei estacade.


8/57

Solutii constructivea.Cosuri de fum turnate monolitCosurile de fum turnate monolit, au pentru cazuri curente, peretii cu grosimea

de /! # )! cm, uneori chiar mai mult, in portiunile unde patrund canalele defum. &le se armeaza atat orizontal, cat si vertical cu armare dubla. +eutilizeaza armaturi de # /$ mm diametru cu distante de /" # )" cm. :umai lacosurile foarte inalte, la partea inferioara sunt necesare armaturi mai groase de/$ mm.

Armaturile cele mai solicitate sunt cele orizontale asezate in exterior' acesteaau rolul de a rezista tendintei de fisurare, ce apare din cauza dilatarii termice.9a cosurile mici, armaturile verticale au o importanta redusa, jucand rolul unorarmaturi de repartitie, atat timp cat vantul si seismul nu dau momenteincovoietoare care sa provoace intinderi in beton.9a cosurile mai inalte de $" m, la partea inferioara apar eforturi de intindere

importante din cauza momentului incovoietor provocat de vant si cutremure,armaturile verticale jucind un rol important prin preluarea eforturilor verticale deintindere. +e da o mare atentie dimensionarii, asezarii si jontarii de armaturi,care nu trebuie facute in aceeasi sectiune, ci esalonat pe inaltimea cosului.;etonul se executa de clase ridicate, peste C/$0)" cu o granulometrie ingrijita,

cu granule de maxim 7" mm. &xecutarea betonului se face prin vibrareutilizand un beton vartos, vibrat, sau un beton plastic, cu o raspandire medie de


9/57


10/57

b. Cosuri prefabricate&xista in prezent mai multe metode de executie de asemenea cosuri. n cele ceurmeaza se vor analiza cateva sisteme mai des folosite.Piesele prefabricate sunt astfel create, incat sa prinda intre ele samburi debeton armat turnat la montarea prefabricatelor si care asigura stabilitateanecesara la sarcinile verticale si orizontale. Acest sistem este recomandabilpentru inaltimi mici de cosuri, cel mult pana la !" m.+istemul din figura )e are avantajul ca reduce cantitatea de beton turnat odatacu montarea prefabricatelor.


11/57

oate aceste sisteme se folosesc la inaltimi mici de cosuri =pana la $" m*deoarece elementele de beton turnat, inglobandu-se in grosimeaprefabricatului, nu pot capata dimensiuni prea mari. Avantajul pe care il prezintaeste ca dau in exterior o forma perfect circulara sau poligonala, ceea ceimbunatateste comportarea la actiunea vantului.Pentru cosuri de inaltimi mai mari, se folosesc tipurile indicate in (ig. 7 si (ig.


12/57

Pentru reducerea greutatii pieselor prefabricate de la partea de jos a cosului,,poate fi folosit un sistem in care piesele prefabricate sa aiba lungimea pe

jumatate cat distanta intre doi stalpi. %n capat al fiecarei piese formeaza onervura de rezistenta, iar celalalt capat realizeaza legatura intre boltari.

n figura !, a si b, sunt prezentate doua tipuri de cosuri la care prefabricatele auexclusiv rolul de cofraj pentru masa de beton care se toarna monolit intre ele.rebuie mentionat ca atunci cand in calcul static se conteaza pe rezistenta lacompresiune a prefabricatelor tinand seama de rezistenta mai slaba amortarului de la rosturi, nu se da in ansamblu betonului turnat si prefabricatelordecat o rezistenta de compresiune de 7" #


13/57

Orizontal, cosurile prefabricate sunt legate cu inele de armatura din otel-betonasezate intre clavouri sau cu mustati de otel rotund, ce ies din ele. Armaturileorizontale se fac astfel incat sa se acopere lungimea mai multor clavouri, iarintreruperea armaturilor se alterneaza la diferite rosturi. =(ig.$*Cornisele nu sunt necesare la aceste cosuri si se suprima. n schimb, la cosurifoarte inalte se amenajeaza la partea superioara posibilitati de circulatienecesare intretinerii.


14/57


15/57

Zidaria interioara a cosurilor de fumCosurile de beton armat se captusesc in interior cu o camasa izolatoare, pentruca temperatura mare din interior sa nu ajunga la peretii de beton armat.

Aceasta izolare termica se face din caramida refractara sau caramida obisnuita

si din diferite straturi izolatoare realizate din goluri de aer, zgura, dialit, etc. %ncalcul termic trebuie sa justifice modul de izolare admis.

Oricare ar fi modul de inzidire al cosurilor invederea izolarii termice, este neaparatnecesar ca aceasta inzidire sa fie astfel

facuta incat sa aiba posibilitatea de dilataresi miscare la variatiile de temperatura.%n perete de beton armat poate suportaintre cele doua fete, fara pericolul unei fisuriexagerate, o diferenta de temperatura de

circa $"oC. Ori prin introducerea izolatieide protectie se cauta a se obtine tocmaimicsorarea de temperatura dorita, intre celedoua fete ale peretelui de beton armat.


16/57

Captusirea se face in functie de temperatura gazelor introduse. %zual sezideste o camasa de zidarie refractara in grosime de /),! cm.9a cosuri foarte mari, peste " m inaltime, la primii )" m precum si latemperaturi foarte mari, se prevede o camasa de zidarie de protectie cugrosimea de )! cm. Apoi se lasa un spatiu de ! # /! cm pana la peretele debeton armat, care formeaza spatiul izolator propriu-zis si care se umple cudialit, >iesselgur, zgura granulata de furnal, vata de zgura, etc. %neori, lacosurile cu temperaturi reduse ale gazelor acest spatiu ramane gol.rebuie mentionat ca zidaria refractara nu izoleaza termic mai bine dar estemai rezistenta termic decat zidaria obisnuita, care temperaturi inalte se macina.

%neori se foloseste caramida refractara numai pe treimea inferioara a cosurilor,in special la cele mici, iar in rest se foloseste caramida obisnuita.n general, o zidarie de caramida obisnuita nu sufera daca diferenta detemperatura intre cele doua fete ale zidului nu depaseste )"" grade Celsius.

Acoperirea de beton a armaturii din piesele de beton armat se lasa de 7 cm,

pentru ca eventualele fisuri, care se pot produce in timp in captuseala, sa nupermita gazelor sa atace direct armatura din beton. 9a prefabricate, aceastaacoperire se poate lasa de /,! cm.Ca sa nu apara eforturi suplimentare datorita dilatarii diferite a betonului, fatade captuseala de zidarie din interior, captuseala de caramida se face pe

tronsoane de # /" m inaltime, care reazema fiecare pe console scoase dinperetele de beton armat al cosului.

A d d i id l i d b d l


17/57

Acest mod de rezemare, cu ingrosarea zidului de beton armat, da rezultatebune numai la temperaturi reduse sub 7"" grade Celsius .9a temperaturi mai inalte, betonul armat se incalzeste neuniform si se produczone cu fisuri puternice.n cazul cand intre zidarie si beton se prevede zgura, pentru ca aceasta sa nuse taseze, se scoate cam din 7 in 7 metri un sir de caramizi in consola =(ig.1a*spre spatiul izolant, ca sa il compartimenteze.

@idaria de protectie se poate rezema si prin bolti tot din zidarie, zidite pe consolele lasatedin perete, ca in fig. 1b. Acest sistem este indicat pentru temperaturi foarte inalte.n fig./" se arata modul de rezemare al zidariei de izolatie in cazul unui cos prefabricat.Aceasta reazema pe grinzi de beton armat prefabricate, care la randul lor reazema peniste console scoase din stalpii turnati.

Pentru ca si grinzile sa poata sa se deformeze liber, ele sunt prinse de console, la unsingur capat, cu un dorn metalic.

9 t i d d bi i d ii l i l i


18/57

9a partea superioara se prevad de obicei deasupra gurii cosului placiprotectoare de bazalt artificial, un inel dintr-un beton special, sau o camasa defonta, care sa reziste la acizii din fum =acid sulfuric*. Aceasta camasa deprotectie se face cu panta de circa 7? spre interiorul cosului.%neori se poate utiliza si caramida antiacida care sa apere varful cosului peultimii 7 metri.Pe fundul cosului se prevede de asemenea pardoseala din caramida antiacida.(undul cosului trebuie executat in panta, astfel incat sa permita curatireacenusii care se depune.

Planseul pe care reazema gratarele de fund la cosuri cu temperaturi foarte

mari, se face cu reazeme mobile pentru a permite miscari si a anihila eforturileproduse prin dilatare neegala.


19/57

Alcatuirea fundatiilor(undatiile cosurilor se fac in mod obisnuit mai adanci decat fundatiile celorlalteconstructii industriale. &le sunt constructii grele, cu suprafete mici de fundatie siadesea au nevoie un spatiul necesar asezarii canalelor de fum sub nivelul

terenului.Cosurile de zidarie si de beton armat de dimensiuni mici pot fi construite pefundatii de beton simplu nearmat sau beton slab armat.Cosurile mai mari se fundeaza pe placi rotunde de beton armat cu grosimeconstanta sau variabila, formand radiere rotunde sau poligonale, dupa forma

cosului.Aceste radiere ajung cateodata la grosimi foarte mari, < # ! m, din cauzaeforturilor mari de alunecare si forfecare ce apar. Asemenea grosimi de fundatiipot fi realizate si la cosurile foarte inalte, peste " # " m inaltime, deoarece laasemenea lucrari e necesar un teren bun de fundare.

Armatura radierelor se face din vergele de otel cu diametre pana la )! mm.Pentru aceste armaturi otelul O97 da rezultate foarte bune. Armaturile se puncircular si radial in dreptul peretilor cosului si pe doua directii rectangulare inmijlocul placii de radier. +e prevad vergele de armaturi ridicate si agrafe caresa lege straturile de armaturi ale radierului de la partea inferioara si superioara.9a cosurile cu inaltimi de " # " m se fac fundatii pe placi cu nervuri. Placile

se fac cu grosimi de 7" # /"" cm, iar nervurilor li se da inaltimea permisa de


20/57

+e pot face astfel nervuri cu inaltimi de ! # m si chiar mai mult. :ervuriletrebuie bine legate la partea lor superioara cu un inel armat, in grosimea

cosului si care e supus la compresiune. 9a partea inferioara, nervurile intra inradier si sunt legate prin armaturile intinse, circulare ale radierului.8adierul care reazema pe nervuri si pe peretii cosului, se face cu o grosime decel putin 7" cm. Calculul indica la cosurile mari ca acest radier sa fie mai grospe portiunea interioara, rotunda a cosului si mai subtire pe portiunile iesite in

consola unde nervurile pot fi asezate oricat de apropiat.

% l l b l t i l f d tiil d i t difi il d f t di


21/57

%n calcul absolut riguros al fundatiilor de cosuri este dificil de facut din cauzamarelui numar de ipoteze de incarcare posibil si din cauza neuniformitatiipamantului pe care se fundeaza. Din aceasta cauza cat si din cauza rigiditatiimari ce se da talpilor de fundatii, apare neindicat a se considera fundatia ca oplaca elastica si sa se tina seama de deformarile ei.n schimb, se va tine totdeauna seama de continuitatea placii de fundatie indreptul peretilor cosului si se vat ine seama si de momentele incovoietoare cese pot naste in peretii cosului din cauza deformarii placii care se fundeaza.

C l l d f


22/57

Canalul de fumCanalul de fum al unui cos se plaseaza in modobisnuit sub nivelul terenului , impunind adeseaconstruirea fundatiilor la o adancime mare.

Asezarea canalalelor de fum la nivelul terenului,total sau partial, are dezavantajul de a impiedicacirculatia in jurul cosului si nu se utilizeaza decatatunci cand cosul este foarte aproape deinstalatia de producere a gazelor de evacuat.

9a cosuri foarte mari, canalele de fum se pun lainaltime, fiind sustinute pe o constructie de betonarmat, care are forma unei estacade si care sealcatuieste astfel incat cosul sa aiba asiguratemiscarile necesare dilatatiei.ntre cos si canalul de fum se lasa un rost dedilatatie bine inchis prin sicane, care sa nu dealoc la schimburi de aer sau gaze cu exteriorul,dar care sa nu impiedice dilatatia constructiei.Cosurile mari pot fi deservite de doua canale defum, ceea ce reprezinta si o posibilitate de

intretinere si reparatie in timpul exploatarii.

Canalele de fum sunt constructii inzidite in interior complet cu caramida


23/57

Canalele de fum sunt constructii inzidite in interior complet cu caramidarefractara sau obisnuita dupa temperatura gazelor de evacuat. 9a inzidireacanalelor de fum, se vor lasa in zidarie spatiile izolatoare necesare pentru cazidaria refractara sa se poata dilata in voie si ca betonul armat sa fie aparat detemperaturi prea inalte.n acest scop pereti si plafonul canalului de fum vor fi izolati similar pereteluicosului, tinand seama ca atunci cand canalul de fum e complet ingropat,racirea betonului se face cu mai mare greutate.


24/57

Lucrari anexe ale cosurilor de fumScari de acces, centuri de siguranta si balcoane de vizitare. Pentruinspectarea si intretinerea cosurilor, in peretele lor se monteaza scari carepermit accesul pana la varf, prin interior la cosuri incadrate in ansambluri de

constructii si prin exterior la cosuri mari.+cara se poate realiza din trepte din otel-beton sau din panouri prinse din loc inloc cu buloane trecute pirn peretii cosului. 9a cosurile turnate monolit asezareasi ancorarea treptelor se va face la betonarea peretilor. reptele au laturi de $"

# " cm si in mod obisnuit sunt facute din otel rotund = )" # )! mm*.

Distanta obisnuita intre trepte este de 7" #


25/57

9a varful cosurilor foarte inalte, se prevad odihne si platforme de lucru' este de

recomandat chiar un balcon circular. Acesta poate fi executat din piese finemetalice sau chiar din beton armat la cosurile foarte mari. 9a cosurileimportante este bine sa se monteze trepte si in interior pentru vizitare sireparatii' lipsa vizitarii usoare face ca uneori, zidaria refractara sa se degradezesi, implicit, sa sufere si scheletul de rezistenta din beton armat fara ca sa se

stie in exploatare.9a varful cosului este recomandabil de asemenea sa se monteze inele siancore metalice, pentru a se prinde su usurinta schele interioare si exterioarepentru eventuale reparatii.reptele si centurile vor fi protejate contra ruginii prin vopsire.

Paratrasnete :umarul de paratrasnete necesare se prescrie in functie de


26/57

Paratrasnete. :umarul de paratrasnete necesare se prescrie in functie deinaltimea cosului.&le se plaseaza la maximum ",! m lateral scarilor. Barfurile de paratrasnet sevor lega intre ele printr-un cerc metalic, legat la cablul de legatura alparatrasnetului.

9a cosurile mai inalte de !" m, sau cu diametrul interior al gurii cosului maimare de ),)" m se vor prevedea doua legaturi independente cu pamantul.Cablul care leaga paratrasnetul de pamant va fi din otel, cu varful sudat intr-opiesa de otel inoxidabil.Contactul cablului cu pamantul se face in primul strat acvifer, daca acesta este

la nivel apropiat si la adancime coborata, de cel putin / m sub nivelul talpii defundatie' in caz contrat, se face printr-o placa de cupru asezata pe un strat dezgura si clorura de sodiu de cel putin )" cm grosime.Semnalizare. Cosurile vor fi prevazute cu semnalizare luminoasa, in specialcele foarte inalte si cele din vecinatatea aeroporturilor. Pentru aceste

semnalizari se vor utiliza semnale stabilite de aeroporturile invecinate.Aparate de masura. n canalul de conducere a gazelor la cosuri, sau in parteainferioara a cosului, se vor prevedea locasuri speciale pentru montareaaparatelor de control al tirajului, temperaturii, vitezei si presiunii gazelor. Acestelocasuri vor fi prevazute cu usi de acces si vor avea dimensiunile cerute deinstalatiile ce se vor face.

Executia cosurilor de fum


27/57

Executia cosurilor de fumCosurile de fum sunt constructii inalte la care schela de executie este foartecostisitoare. De aceea, pana ce nu s-a pus la punct ececutia cofrajeloralunecatoare, dezvoltarea cosurilor de beton armat turnat monolit a fost tinuta

in loc, fiind preferate cosurile de zidarie, care folosesc schele interioare.Cosurile prefabricate sunt mai usor de executat, executia lor apropiindu-semult de cea a cosurilor de caramida, caramida reprezentand ea singura, celmai simplu prefabricat.n ultimul timp insa, a luat o mare extindere, folosirea cofrajelor alunecatoare,

care nu reazema pe schela, ci pe partea de cos executata in prealabil,suprimandu-se astfel complet schela exterioara si reducandu-se instalatiainterioara la un bob pentru transportul betonului si a diferitelor materiale.

a. Cofraje alunecatoare pentru cosuri cilindrice+unt formate din ) cilindri de lemn de aproximativ /,"" # /,)" m inaltime, intrecare se toarna peretii de beton. Cei ) cilindri sunt suspendati de o serie decadre de lemn prin care trec niste vinciuri de o forma speciala.

Aceste vinciuri reazema pe betonul peretilor, prin intermediul unei armaturiverticale, alcatuita din vergele groase de )! # 7" mm care ies din beton.Platforma de lucru reazema tot pe cilindri de cofraje. =(ig. /$*

Piesele principale sunt vinciurile amintite Acestea sunt tevi filetate la exterior


28/57

Piesele principale sunt vinciurile amintite. Acestea sunt tevi filetate la exteriorprin care sunt trecute tijele verticale de sustinere. 9a partea lor de jos, semonteaza o piesa independenta, care se fixeaza strans de tije, astfel incatformeaza un opritor pentru teava filetata. Peste teava se aseaza o piulitaputernica de care este legat cadrul care sustine tot cofrajul si platforma, iar la

partea superioara, de teava, se fixeaza o parghie care o poate roti.

Prin rotire, teava filetata capata o miscare de inaintare, careinsa nu este permisa de piesa de fixare. Asa fiind, ea ramanepe loc si ceea ce avanseaza este piulita cu tot cadrul agatatde ea. n acest mod cofrajul se ridica.

(iecare vinci se roteste pe rand un sfert de tura, astfel incatplatforma se ridica uniform. Pentru ca, prin rotirea in acelasisens a vinciurilor, cofrajul sa nu sufere o torsiune, jumatatedin vinciuri au rotirea la stanga si jumatate la dreapta.Dupa ce piulita a parcurs tot filetul tevii, teava se roteste in

sens invers pana ce piulita ajunge din nou la partea inferioaraa filetului. Aceasta operatie se face pe rand la fiecare vincipentru a nu dezechilibra platforma si cofrajul.

Apoi presa de fixare se muta mai sus, se fixeaza pe tija, teavaeste invartita in continuare in piulita sa si astfel cofrajul

inainteaza. Biteza unui asemenea cofraj poate atinge ) # 7 mpe zi, in functie de viteza de intarire a betonului.

b Cofraje reutilizabile pentru cosuri de fum


29/57

b. Cofraje reutilizabile pentru cosuri de fumconicen interiorul cosului se face o schela din panouriprefabricate. Cofrajul cosului este de dataaceasta metalic. +e foloseste o camasa

exterioara si una interioara, intre care se toarnaperetii de beton. Cele doua camasi inalte in jur de),! m sunt formate din panouri dreptunghiulare sipanouri trapezoidale, care dau forma tronconicadorita cosului si sunt atarnate de schela interioara

prin palane care le pot trage in sus.Panourile care formeaza camasa, au joanteleintarite prin corniere care permit legarea lor intreele prin buloane.Panourile de capat nu asemenea corniere la

joanta comuna si prin aceasta permit un joc aldiametrului camasii, obtinut prin suprapunereacelor doua capete de tabla ale panourilor.

Pe masura ce, odata cu inaltimea, diametrul cosului scade, cele doua capetese suprapun tot mai mult si apoi, incet, incet, se elimina cate un panou

dreptunghiular. Daca trebuie modificata pe drum conicitatea cosului, se eliminaun panou trapezoidal sau se introduce un panou de tip special.

Acest lucru trebuie prevazut in proiect aratandu-se exact panoul ce se scoate


30/57

Acest lucru trebuie prevazut in proiect, aratandu-se exact panoul ce se scoatesi in ce punct anume.Dupa ce se toarna un tronson de cos intr-un astfel de cofraj, buloanele acestuiase slabesc si camasa este trasa in sus tot cu ajutorul palanelor, agatate deschela interioara, care se inalta odata cu cosul si inaintea lui. Apoi se strang din

nou buloanele si se fac petrecerile cerute de panta cosului.Pe timp de iarna tot cofrajul inclusiv platforma respectiva se imbraca intr-obaraca, astfel incat operatia de betonare poate continua.Principala preocupare in timpul executiei cosurilor trebuie sa fie mentinereaverticalitatii cosului, controlata atat cu firul cu plumb cat si cu ajutorul aparatelor

topografice de precizie.Axul cosului se materializeaza printr-un reper metalic, care se aseaza in centrulfundatiei cosului de fum. Din acest punct se verifica incontinuu verticalitateacosului si circumferinta respectiva.rebuie remarcat ca o deviere foarte mica de la axul teoretic al cosului se

observa imediat, iar aspectul cosului lasa de dorit.Pentru ca schela interioara sa poata rezema in conditii bune se recomanda caeventualele plansee sau pereti despartitoride la baza cosului sa se executedupa terminarea cosului intreg.

Consolele de beton pe care se aseaza captuseala de izolare termica se


31/57

Consolele de beton pe care se aseaza captuseala de izolare termica, seexecuta facand camasa interioara din doua tronsoane pe verticala, in timp cecamasa exterioara se face dintr-un singur tronson de circa ),! m inaltime.Printr-o inclinare favorabila a tronsonului superior, se pot realiza consoleledorite =(ig. /*.

c Executarea cosurilor din elemente prefabricate


32/57

c. Executarea cosurilor din elemente prefabricateDin elemente prefabricate se executa cosuri care au fata vazuta gata finisatadin prefabricate si cer cel mult o rostuire in exteriorul cosului.Prefabricatele se executa de preferinta in cofraje metalice, pe mese vibrante.+e va utiliza un beton ;)"" # ;7"".

rosimea pieselor prefabricate se face de obicei in functie de calitatea ce poatefi asigurata in executie' la cofraje metalice, cel putin < cm, iar la cele din lemn,cel putin $ cm.reutatea pieselor prefabricate este in functie de utilajul disponibil'recomandabil insa ca aceste piese sa fie mai usoare de )"" >g ceea ce permite

executia cu un utilaj putin costisitor.ortarul de inzidire al prefabricatelor se va face puternic, va avea cel putinrezistenta de )"" >g0cm) si o granulometrie studiata, nisipul fin gruntos siasortat cu granule pana la mm dimensiune maxima. Cantitatea de cimentprevazuta este de !"" # $"" >g la metru cub de nisip.

Pentru mortare se instaleaza in centrul cosului un bob de ridicare.ontarea este rapida. 9a un cos de 7 # < m diametru o echipa alcatuita din sefmontor, un fierar si ! muncitori, la o inaltime de $" # " m de la teren, poatemonta pe zi /,)" # ),"" m de cos, lucrand la montaj $ ore pe zi.

CALCLL C!S"#L!" $E %&


33/57

CALCLL C!S"#L!" $E %&Cosurile de fum sunt supuse unui calcul de dimensionare tehnologica, unuicalcul static si unuia termic.n calulul termic se studiaza2

- transimiterea caldurii prin peretii cosului si stabilirea temperaturii intr-un punctoarecare'- calculul eforuturilor orizontale si verticale provenite din incalzirea cosului.Calculul de dimensionare tehnologica are ca scop stabilirea exacta aparametrilor geometriei cosului in functie de cerintele tehnologice2 producereatirajului necesar pentru intretinerea procesului de ardere' evacuarea gazelor in

anumite conditii de temperatura, compozitie, siguranta functionala.Calculul de predimensionare presupune cunoasterea cantitatii gazelor ce seevacueaza si tirajul rezultat din calcule termotehnice, precum si viteza deevacuare a gazelor pe gura cosului.Biteza de evacuare a gazelor se presupune normala pentru valori cuprinse

intre si /! m0s.naltimea unui cos se determina din conditiile ca tirajul produs de cos, impreunacu tirajul realizat de un amplificator introdus in cadrul instalatiei, sa fie superiorrezistentelor intampinate la gratarul aflat la imbinarea dintre canal si cos.Calculul termic se efectueaza datorita faptului ca peretele cosului de fum este

supus diferentei de temperatura. n calcul se are in vedere atat captuseala deprotectie cat si grosimea stratului de izolare termica.

Diferenta de temperatura Et rezulta din calculul conductivitatii termice2


34/57

Diferenta de temperatura Et rezulta din calculul conductivitatii termice2Ft tbi# tbe

)Ft

unde2tbit

eG =t

i-t

e*

are urmatoarele valori2

unde2

reprezinta aportul straturilor de protectie termica, izolatie, gol de aer ventilat sau

neventilat.

b este coeficientul de conductivitate termica al betonului, in H0mI =>cal0m C*'

Ji este coeficient de transmisie a caldurii gazelor arse la suprafata de protectie interioara

a peretelui cosului de fum, in H0 m)I, =>cal0m C*'

Je este coeficientul de transmisie a caldurii prin radiatie intre suprafata exterioara a

cosului la mediul ambiant, in H0 m)I,=>cal0m) C*

Pentru cazuri practice pot fi considerate urmatoarele valori2


35/57

Pentru cazuri practice pot fi considerate urmatoarele valori2

4b /,< H0mI'

4i ",! H0mI pentru zidaria obisnuita'

4i ",1! H0mI, pentru zidaria antiacida'

4b "," H0mI pentru zidaria de caramida refractara cu continut slab de alumina'

4i ",1" H0mI pentru zidaria de caramida refractara.

Coeficientul de transmisie se calculeaza astfel2Ji JicG Jir

unde2Ji, Jirsunt prezentate ca valori rezultate din grafice, in functie de temperatura, viteza

gazului si diametrul interior al stratului de protectie'

Je / H0m)I- valoarea medie.

+ectiunile verticale ale peretilor cosurilor de fum sunt solicitate la incalzirea


36/57

+ectiunile verticale ale peretilor cosurilor de fum sunt solicitate la incalzireaneuniforma Ft.Calculul la actiunea variatiei de temperatura se face utilizand un element culungime unitara.

Pentru elementul in stare deformata2

Pe de alta parte, intre raza de curbura a axei deformate si momentul deincovoiere din variatiile de temperatura exista relatia2


37/57

'

in care /"-! este coeficientul de dilatare termica

>tx Ft diferenta limita de temperatura, egala cu diferenta reala de temperatura

majorata cu un coeficient >t=>

t /,)!, dupa urasov*'

h - grosimea peretelui de beton armat';

arigiditatea sectiunii pentru zona intinsa, a carei valoare se calculeaza astfel2

x x =h-x*,

unde2

este modulul de rezistenta al sectiunii pentru zona intinsa, egal cu momentulfortelor interioare in raport cu o axa ce trece prin centrul de greutate al zoneicomprimate ' modulul mediu de elasticitate al armaturii intinse'

coeficient ce are in vedere aportul betonului intins dintre fisuri la preluarea

eforturilor si care depinde de clasa betonului, de procentul de armatre si de marimea

efortului unitar. Pentru temperaturi ridicate,

.

Actiuni considerate in calcul2


38/57

- incarcari gravitationale # conform +A+ /"/"/0'- incarcari din vant # conform +A+ /"/"/0)"-1", ca suma dintre componentastatica si componenta fluctuanta'

- incarcari date de actiunea seismica P/""01)'

",7!5

- actiunea diferentei de temperatura intre interior si exterior. emperaturaaerului exterior este data de standarde, iar temperatura aerului interior estedata prin tema tehnologica.

n calculul static se fac urmatoarele verificari2/. Berificarea la starea limita de rezistenta'). Berificarea la deschiderea fisurilor'7. Berificarea la starea limita de deformatie.

+ageata la varf este 3 K0)!".+ageata din actiunea vantului este2 =0,6 cand !3 " = cand #3 "

unde2 F+ este deplasarea produsa de incarcari seismice, considerand J /.

Calculul cosurilor de fum este deosebit fata de ala ltor sisteme constructive,


39/57

prin faptul ca acestea2- au inaltimea mare si sectiune transversala redusa'- sunt exploatate la temperaturi ridicate =/""L""MC*.n afara eforturilor datorate temperaturii, cosurile de fum sunt solicitate

la forte orizontale date de vant, forte verticale produse de greutatea proprie si azidariei de productie.

Calculul se efectueaza atat la sarcini statice cat si la oscilatiile produsede actiunea dinamica a vantului si cutremurului. n acest sens, dimensiunilecosului de fum se aleg astfel incat sa fie inlaturat fenomenul de rezonanta.

8ezistenta limita a betonului este inflentata de variatia de temperatura,si anume2 m

bN8

prN

b

unde2m

b

",! =coeficientul conditiilor de lucru*'

b ",! pentru t 3 /)!MC'

b ",!" pentru /)!MC 5 t 5 )""MC.

8ezistenta limita de intindere a armaturii 2


40/57

maN8

aN

a

unde2m

a ", - ",! =pentru sectiuni orizontale si ",! pentru sectiuni verticale*'

a / pentru t /""MC'

" ",! pentru t )""MC.

odulul de elasticitate al betonului este2

&bt N&bunde2

functie de temperatura

odulul de elasto-plasticitate in conditiile exploatarii betonului la temperaturi

inalte rezulta2

&at

aN &

a

in care2

a / pentru t /""MC'

a ",1! pentru t )""MC.

Calculul cosurilor de fum se efectueaza pe tronsoane de !-/" m inaltime.


41/57

pPentru fiecare tronson se calculeaza sectiunea orizontala si logitudinala ceamai solicitata.

n calculul static se tine seama de greutatea proprie a cosului, de vantsi de cutremur.

n calculul static trebuie studiate urmatoarele2- caracteristicile de rezistenta ale materialelor'- determinarea eforturilor'- stabilitatea la rasturnare'- calculul fundatiei.

%undatia cosului de fum


42/57

(undatia, de regula, este de tip radier si, in cazuri speciale, se poaterealiza o fundatie pe piloti. Adancimea fundatiei este mare, fiind determinata dedimensiunile canalului de fum.

Placa radierului este scoasa in consola fata de cosul de fum si, in multe

situatii, pentru a nu depasi o grosime medie, se utilizeaza rigidizarile locale=nervuri*. Placa radierului se armeaza cu armatura dubla dispusa radial siinelar.

Calculul fundatiei unui cos de fum se face cu ajutorul relatiei2

Odata dimensiunile placii de fundare stabilite,grosime si armarea ei se facconsiderand ca placa este in consola, rezemata concentric pe conturul peretilorcosului si actionand de jos in sus cu o sarcina uniform distribuita avand ca

valoare pe cea de la mijlocul placii in consola.n calculul placii de fundare trebuie considerata prevederea2

Q

Coeficientul de siguranta la rasturnare > trebuie sa fie mai mare decat / !


43/57

Coeficientul de siguranta la rasturnare > trebuie sa fie mai mare decat /,!.

> R /,!

Cosurile de fum sunt constructii cu centrul de greutate amplasat sus, fata denivelul talpii de fundatie. asarea neuniforma a terenului respectiv a fundatiei,aduce sporuri suplimentare importante de incarcare pe teren si poate conducechiar la pierderea stabilitatii. (undatiile cosurilor foarte inalte se proiecteaza ca placi de fundare cunervuri. Placile pot avea o grosime de 7"-/"" cm,iar nervurile pot fi cu inaltimede pana la !- m si chiar mai mult.

:ervurile trebuie bine legate la partea superioara cu un inel armat, in grosime


44/57

g gcosului,si care este supus la compresiune.

ateriale utilizate. Clasa minima de beton C/!0/, armat cu PC$", PC!),

O;7. Pentru fundatia cosului, daca K6/"" m,nu se admite fundarea de

suprafata.Conditia de rezistenta este2

$ %a

%nde 8a este rezistenta de calcul a armaturii.

Atunci cand 8a6)"Ftlim, conditia de rezistenta este satisfacuta si armatura

inelara se dispune constructiv.+ectiunile orizontale sunt solicitate la eforturi axiale de compresiune : dinincarcarile verticale, la momente inconvoietoare si la forte taietoare dinactiunea vantului, a cutremurului si a excentritatilor accidentale, la momenteinconvoietoare mtdin diferenta de temperatura Ft, la momente inconvoietoare

mc din console inelare si la momente incovoietoare mx datorate perturbarii starii

de membrana in zona de legatura cu fundatia. n metoda starilor limita, calcululsectiunilor inelare pline sau cu goluri se efectueaza tinand seama de actiuneasimultana a lui : si .


45/57

&cti'nea ('i M "i in "ecti'ni ori*

n cazul sectiunii inelare pline, datorita simetriei centrale orice solicitare decompresiune excentrica este dreapta. n stadiul limita al capacitatii portante,presupunand plasticizarea totala a sectiunii se obtin urmatoarele ecuatii deechilibru2 : )Srh8

cG )Srh 8

a=/ - * )Srh 8

a

= 2+r%c 2+r %a)

in care2r si h sunt elementele geometrice din figura )8c ,8a-rezistentele de calcul ale betonului si armaturii,

4-unghiul pozitiei axei neutre, exprimat in grade centezimaleT-coeficientul de armare al sectiunii.

,

Principii de baza in calculul cosurilor.


46/57

Cosurile de fum sunt constructii inalte cu dimensiuni transversale redusepentru care asigurarea rezistentei si stabilitatii este adesea greu de realizat.

&le au pozitii in plan obligate de specificul industriilor pentru care seexecuta, astfel ca adesea trebuie amplasate in regiuni in care pamantul are o

rezistenta redusa si trebuie sa se recurga la fundatii grele, radiere, piloti.n afara de cele amintite, cosurile de fum functioneaza la temperaturi

ridicate, care provoaca solicitari importante in beton si armatura si adesea,fisurare puternica betonului. &forturile obtinute prin calculul static si celeobtinute prin calculul termic trebuie insumate, iar valorile reultante nu trebuie sa

duca la depasirea coeficientului de siguranta necesar lucrarii.n calculul termic trebuie studiate mai multe probleme distincte, si

anume2-transmiterea caldurii prin peretii cosului si stabilirea temperaturii intr-

un punct oarecare al peretului'

-calculul eforturilor orizontale din pereti, provenite din incalzireacosului'-calculul eforturilor verticale din pereti provenite din incalzirea cosului.

n calculul termic al cosurilor se fac in mod curent ipoteze simplificatoare,admise in mod general de standardele de calcul. Printre acestea se poate citaaceea ce prevedea a se considera uneori temperatura exterioara a aerului cuvaloarea t""C, precum si admiterea pentru coeficientii de conductibilitate

n calculul static se tine seama de greutatea proprie a cosului, de vant si de


47/57

cutremur.Data fiind natura constructiei, se va tine seama in calcul atat de

rezistenta cat si de stabilitatea cosului, care, la constructii inalte si inguste, suntadesea dificil de asigurat.

n calculul static vor trebui sa se dezvolte2- caracteristicile de rezistenta ale materialelor utilizate'- determinarea sarcinilor2 greutate proprie, vant, cutremur'- determinarea eforturilor pentru diferite ipoteze de incarcare'- verificarea rezistentei in diferite puncte'

- verificarea stabilitatii la rasturnare'- calculul fundatiei.Berificarea rezistentei si stabilitatii se face in urmatoarele ipoteze de

incarcare2- actiuni permanente'

- actiuni fundamentale'- actiuni permanente plus influenta temperaturii, !"? vant si actiuneaseismica.

C!&P!"'A"EA () '#&P A C!*"#L!" $E %&


48/57

*#)$S'"#ALE $#) +E'!) A"&A' $#) "!&A)#A +tarea tehnicU actualU a numeroase coVuri de fum este departe de a fimulWumitoare, avariile pe care acestea le XnregistreazU fiind un semnal de

alarmU Xn ceea ce priveVte siguranWa lor viitoare atYt din punctul de vedere alexploatUrii .

AstUzi, Xn 8omYnia sunt Xn funcWiune circa )"" coVuri industriale din betonarmat a cUror XnUlWime variazU Xntre $" m Vi )" m, cea mai XnaltU structurU deacest gen fiind realizatU la zina de &etale )eferoase din +aia &are, cu o

XnUlWime de 7!" m.O analizU mai atentU a structurii coVurilor de la centralele termoelectrice=ValniWa, 8ovinari, Deva, Palas ConstanWa* Vi de la combinatele petrochimice=;razi, PiteVti* a evidenWiat o comportare necorespunzUtoare la acWiuneatermicU Vi chimicU, XnregistrYndu-se, Xn majoritatea cazurilor, urmUtoarele avarii

tipice2


49/57

.e*/o(tarea 'nor "'ri i crt'ri /ertica(e care dee"c c' m'(t condiii(e

Alte avarii tipice2


50/57

fisurarea Vi crUparea zidUriei antiacide interioaredegradarea izolaWiilor termiceatacul chimic de tip acido-sulfatic asupra suprafeWei interioare a betonului peadYncimi de 7 - < cm, XnsoWite de scUderea Ph-ului betonului

deteriorarea betonului Vi armUturilor din consolele de susWinere a izolaWiilortermice Vi a zidUriei, ca urmare a atacului chimic

De remarcat faptul cU la cele douU coVuri de la termocentrala 8ovinari s-aprodus, de-a lungul a douU crUpUturi, ruperea armUturilor inelare ca urmare a

unei alcUtuiri structurale atipice Vi a dezvoltUrii unei stUri de eforturi din acWiuneatermicU Vi vYnt mult peste capacitatea portantU a structurii.

Principalele cauze ale comportUrii necorespunzUtoare la acWiunea termicU Vi


51/57

chimicU2

exploatarea intensivU a coVurilor la temperaturi ale gazelor evacuate uneoripeste limita luatU Xn calcul

lipsa oricUror mUsuri de mentenanWU, timp Xndelungatutilizarea Xn unele cazuri a unor materiale termoizolante Vi de protecWieanticorozivU mai puWin performante, care Vi-au diminuat caracteristica de izolare

Xn timparmarea inelarU insuficientU la marea majoritate a coVurilor, ca urmare a unor

aprecieri mai puWin potrivite privind rigiditatea axialU Vi la Xncovoiere a structuriide tip placU curbU tronconicU Xn diverse stadii de lucru ale betonului Vi, ca oconsecinWU, subevaluUrii stUrii de eforturi din acWiunea variaWiilor de temperaturU

Din analizele prin calcul efectuate, Vi WinYnd cont de prevederile normativelorl i i i il i d i l di b


52/57

actuale pentru proiectarea Vi execuWia coVurilor industriale din beton armat,apare urmUtoarea problematicU2-definirea corectU a cYmpului termic ce solicitU structura prin efectuareacalculelor de transfer termic atYt Xn sezonul de varU cYt Vi Xn cel de iarnU, WinYnd

cont de variaWia temperaturilor interioare Vi exterioare Vi de alcUtuireastructuralU-explicitarea rigiditUWilor de membranU Vi la Xncovoiere ce trebuie luate Xn calculpentru a defini corect starea de eforturi Xn structurU din acWiunea celor douUcomponente ale cYmpului termic, dat fiind cunoscut faptul cU mUrimea

eforturilor depinde direct de valoarea rigiditUWilor introduse Xn calcule-revizuirea modului de suprapunere a efectelor din acWiunea termicU Vi acWiuneavYntului

Coul de fum din cadrul CE' #alni-aa prezentat, conform proiectului iniWiall l U ii l b t X /1$$ Ut l t i ti i t h i


53/57

al lucrUrii, elaborat Xn /1$$, urmUtoarele caracteristici tehnice2

XnUlWimea K )"" mfundarea pe marnU, la o adYncime de circa /" m, pe un inel circular avYnd raza

interioarU /7 m Vi raza /1.) mizolaWia termicU din >ieselgur - izolaWia anticorozivU din cUrUmidU antiacidUarmarea structurii s-a fUcut cu bare longitudinale Vi inelare din oWel neted O;7,dispuse pe o singura faWU2 cea exterioarU

Avarii CE' #salnita2producerea de fisuri verticale uniform repartizate, a cUror deschidere a variat

Xntre ",) Vi ",$ mm' fisurile s-au produs Xn principal Xn zona golurilor create deextragerea tijelor de glisarefisurarea Vi, local, crUparea zidUriei din cUrUmidU antiacidUatacul chimic de tip sulfatic asupra suprafeWei interioare a betonului pe oadYncime de 7 - < cm , Ph-ul betonului ajungYnd la - ,!

"eabilitare CE' #salnita


54/57

XndepUrtarea zidUriei Vi a izolaWiei termice din >ieselgurXndepUrtarea betonului atacat chimic din console Vi de la faWa interioarU, pe oadYncime de 7 - < cm

executarea unor lucrUri de restabilire a continuitUWii structurii, prin injectareafisurilor Vi a golurilor rUmase de la tijele de glisare cu materiale pe bazU deciment a cUror fineWe s-a situat la circa /) micronisablarea suprafeWei interioare Vi neutralizarea acesteiarefacerea izolaWiei termice Vi anticorozive utilizYnd un sistem de materiale

performant P&::%A8D ;9OI +Z+&introducerea unei precomprimUri inelare capabilU, WinYnd cont de armUturainelarU existentU, sU limiteze deschiderea fisurilor sub ",) mmPrecomprimarea structurii s-a realizat cu inele realizate din platbande din oWelcu granulaWie finU, tensionate cu Vuruburi de XnaltU rezistenWU

OpWiunea pentru acest sistem de precomprimare a fost determinatU de2imposibilitatea introducerii eforturilor de compresiune necesare cu sistemeleexistenteutilizarea unui material mai puWin sensibil la coroziune necesitateanecesitatea introducerii Xn etape a forWelor de precomprimare Vi asigurareacontrolului mai riguros pe parcursul efectuUrii operaWiilor de tensionare


55/57

Coul de fum CE' "ovinari, cauzele avariilor/A i l i d b f t l bi t l Wi ii t i i


56/57

Avarierea coVului s-a produs sub efectele combinate ale acWiunii termice Vi avYntului, prin crUparea pereWilor Vi ruperea armUturilor inelare de-a lungul adouU generatoare.CrUparea structurii Vi ruperea armUturilor s-au produs ca urmare a concentrUrii

eforturilor din acWiunea termicU, determinatU atYt de variaWia bruscU de rigiditate,cYt Vi datoritU necorelUriigradului de izolare termicU cu variaWia de grosime

Armarea inelarU a fost mult subdimensionatU.Coul de fum CE' "ovinari, reabilitare /

XndepUrtarea zidUriei Vi a izolaWiei termice interioare restabilirea continuitUWii armUturilor rupte, prin sudurU

restabilirea continuitUWii betonului prin betonarea crUpUturilor cu microbetondi i


57/57

aditivat

sablarea interioarU Vi repararea localU a suprafeWelor betonului, inclusivconsolele de susWinere a izolaWiei termice Vi a zidUriei aplicarea unei izolaWii anticorozive atYt la interior, cYt Vi la exteriorul coVuluiredimensionarea Vi refacerea izolaWiei termice cu vatU mineralU tip roc>[ool,corelYnd gradul de izolare termicU cu variaWia de grosime Vi nivelul deprecomprimare ce putea fi introdus

precomprimarea inelarU a structurii cu inele din platbande tensionate cuVuruburi de XnaltU rezistenWU protecWia izolaWiei termice cu zidUrie din cUrUmidU antiacidU nut Vi feder

Date post:	26-Feb-2018
Category:	Documents
Upload:	alexia-alina
View:	478 times
Download:	13 times

Cosuri de fum din beton

Documents